什么是傳輸門(模擬開關)
出處:ADI 發(fā)布于:2023-05-19 16:03:23
基本操作
傳輸門或模擬開關被定義為一種電子元件,它將選擇性地阻止或傳遞從輸入到輸出的信號電平。該固態(tài)開關由pMOS晶體管和nMOS晶體管組成??刂茤艠O以互補方式偏置,因此兩個晶體管要么打開,要么關閉。
當節(jié)點A上的電壓為邏輯1時,互補邏輯0施加于節(jié)點/A,允許兩個晶體管在IN到OUT處傳導和傳遞信號。當節(jié)點/A上的電壓為邏輯0時,互補邏輯1施加到節(jié)點A,關閉兩個晶體管,并在IN和OUT節(jié)點上強制高阻抗條件。這種高阻抗條件代表DS3690通道可能反映下游的第三種“狀態(tài)”(高、低或高阻態(tài))。
原理圖(圖1)包括IN和OUT的任意標簽,因為如果這些標簽被反轉,電路將以相同的方式工作。這種設計提供了真正的雙向連接,而不會降低輸入信號。
圖1.傳輸門的示意圖。
傳輸門的公共電路符號描述了電路操作的雙向性質(zhì)(圖 2)。
圖2.電路符號。
傳輸門的用途是什么?
傳輸門通常用作邏輯電路的構建模塊,例如D鎖存器或D觸發(fā)器。作為獨立電路,傳輸門可以在熱插入或拔出期間將一個或多個組件與實時信號隔離。在安全應用中,它們可以有選擇地阻止關鍵信號或數(shù)據(jù)在未經(jīng)適當硬件控制授權的情況下傳輸。
圖3中的連接方案設計用于隔離微處理器和存儲器組件之間的I/O總線,以防存儲器被移除。SRAM以物理方式安裝在可移動存儲卡上;DS3690傳輸門用于隔離通過連接器路由的各種信號。
圖3.DS3690典型應用電路
SRAM的接地連接通過連接器反饋,以下拉DS3690芯片使能(/CE)引腳。此操作在安裝存儲卡時啟用傳輸門。
DS3690有什么獨特之處?
大量獨立通道可減少元件數(shù)量
DS3690具有26個獨立通道,具有當今市場上的總線寬度。大多數(shù)商用傳輸門配置為容納 2、4 或 8 個離散信號。以圖3為例,該SRAM要求在移除卡時隔離25個離散信號。使用傳統(tǒng)的8位傳輸門,設計人員必須放置四個獨立的元件來隔離該SRAM,從而顯著增加終元件數(shù)量和專用PC板面積。
小封裝節(jié)省電路板空間
DS3690采用5mm x 11mm TQFN封裝,整個總線隔離工作只需要55mm2的印刷電路板面積。如果設計人員選擇了 8 位傳輸門,那么激進的封裝是每個占用 51.5mm2 的 SSOP??紤]到的信號路由余量,四個8位元件的占用空間將遠遠超過200mm2,以實現(xiàn)與單個DS3690相同的功能。
高效的信號路由,實現(xiàn)更好的性能
多個8位元件所需的額外電路板面積也使PC板布局工作復雜化:不同的走線長度可能導致關鍵時序事件上的不同信號偏斜。此外,所選的四個8位元件可能沒有相同的傳播延遲,從而進一步加劇了終系統(tǒng)的工作裕量。DS3690的26個并行數(shù)據(jù)通道(圖4)導致通道間糾偏不超過1ns。
使用TQFN封裝,所有信號都可以方便地在總線的物理方向上路由。,為了方便和應用靈活性,設計人員決定將信號分配到DS3690的26個通道之一。
圖4.建議的信號路由。
為應用程序增加安全性
在某些基于安全性的應用中,無引線TQFN封裝增加了外部探測的另一層物理安全性,因為沒有裸露的引腳可供接觸。
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